屯蘭選煤廠煤泥增灰方法探析

張 海 軍

(西山煤電(集團(tuán))有限公司 屯蘭選煤廠，山西 古交 030200)

0 引 言

近年來，隨著國內(nèi)細(xì)粒級煤分選工藝、分選裝備、脫水等技術(shù)的日益成熟[1-3]，建立資源節(jié)約型企業(yè)、提高煤炭資源利用率、實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益提升與綠色環(huán)保發(fā)展同步推進(jìn)、雙向創(chuàng)益等也隨之具有更好的基礎(chǔ)解決途徑。基于煉焦煤具有不可再生、稀缺的特性，高效利用煉焦煤，特別對細(xì)粒煤的高效分選與回收再利用[4-10]，對選煤行業(yè)具有十分重要的意義。2018年屯蘭選煤廠煤泥灰分近6個(gè)月平均為41.1%，其中<1.5 mm各粒度級因工藝系統(tǒng)等方面不完善，未能得到有效分選，使得煤泥水回收系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過重，煤泥分選設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行且工況不佳，使得煤泥水系統(tǒng)一度惡化，導(dǎo)致部分低灰細(xì)粒級煤進(jìn)入煤泥系統(tǒng)，造成煤泥灰分低、煤泥產(chǎn)量增大的問題突顯，極大地制約選煤廠的正常生產(chǎn)，煤泥提灰成為選煤廠較為棘手的問題。通過對屯蘭選煤廠煤泥特性、工藝系統(tǒng)、日常管理等諸多方面深入考量，并結(jié)合選煤行業(yè)細(xì)粒煤分選工藝前景及未來發(fā)展趨勢，以提高煤泥灰分為主攻方向，因地制宜、多管齊下，為屯蘭選煤廠煤泥提灰探索科學(xué)合理的路徑。

1 選煤廠概況

屯蘭選煤廠隸屬于山西焦煤西山煤電集團(tuán)有限公司下屬企業(yè)，屬于礦井型煉焦煤選煤廠，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為5.00 Mt/a，選煤工藝為:原煤經(jīng)準(zhǔn)備篩分、破碎、除雜后，粒度<150 mm入原煤倉；150 mm～30 mm的塊煤采用重介淺槽分選，淺槽分選出>50 mm塊煤破碎至50 mm以下入重介緩沖倉；50 mm～1.5 mm的原煤采用無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選；1.5 mm～0.25 mm 細(xì)煤泥由TCS粗煤泥分選機(jī)分選；<0.25 mm細(xì)粒級煤泥由5臺(tái)XTX--TA16機(jī)械攪拌式浮選機(jī)分選；浮選精煤采用加壓+板框壓濾機(jī)聯(lián)合脫水后回收。

2 煤泥特性

(1)粒度細(xì)、微粒含量多，尤其是小于0.075 mm的微粒約占70%～90%。

(2)持水性強(qiáng)，水分含量高。經(jīng)圓盤真空過濾機(jī)脫水的煤泥含水一般在30%以上；板框壓濾機(jī)脫水后水分在26%～28%；壓濾機(jī)脫水后水分在20%～24%。

(3)灰分高，發(fā)熱量低。按灰分及熱值的高低可把煤泥分成3類:低灰煤泥，灰分:20%～32%，發(fā)熱量12.5 MJ/kg～20 MJ/kg；中灰煤泥，灰分30%～55%，發(fā)熱量8.4 MJ/kg～12.5 MJ/kg；高灰煤泥，灰分>55%，發(fā)熱量3.5 MJ/kg～6.3 MJ/kg。

(4)黏性較大。煤泥含有較多黏土類礦物，粒度細(xì)，水分高，具有一定流動(dòng)性，導(dǎo)致煤泥堆放、貯存和運(yùn)輸較為困難。

3 煤泥灰分偏低的原因分析

煤泥灰分偏低的關(guān)鍵點(diǎn)主要包括現(xiàn)場跑、冒、滴、漏導(dǎo)致低灰精煤進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)、加壓濾液、3228精礦入料池跑溢流、601浮選入料濃縮池的溢流，導(dǎo)致TCS尾礦、浮選尾礦灰分等方面不達(dá)標(biāo)。

2018年影響煤泥灰分關(guān)鍵點(diǎn)統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 2018年影響屯蘭選煤廠煤泥灰分關(guān)鍵點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

時(shí)間浮選尾礦灰分/%加壓濾液濃度/(g·L-1)加壓濾液灰分/%480入料泵灰分/%3228溢流灰分/%601浮選濃縮池灰分/%363B灰分/%TCS尾礦灰分/%煤泥灰分/%1月9日565214.311.513.110.514.342.241.32月5日524515.410.512.49.813.839.939.53月8日605113.511.311.311.513.445.542.5

注:363B—TCS粗精煤和板框壓濾機(jī)脫水后轉(zhuǎn)載皮帶；3228—TCS分選后的精礦入料池；480泵—快開5臺(tái)入料泵盤根漏料。

結(jié)合表1中影響煤泥灰分關(guān)鍵點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，以下從人員操作水平、設(shè)備更新、工藝環(huán)節(jié)等方面剖析煤泥灰分偏低的原因。

(1)人員操作水平。浮選崗位司機(jī)技術(shù)水平低，責(zé)任心不強(qiáng)，車間對浮選指標(biāo)考核未落實(shí)到個(gè)人。浮選601濃縮池跑溢流，溢流灰分平均10.5%，溢流直接進(jìn)入612煤泥濃縮機(jī)，底流直接壓煤泥。TCS分選效果差，尾礦灰分偏低，尾礦排至306中矸脫介篩上，篩下物灰分平均48.3%，中矸磁尾經(jīng)磁選機(jī)回收后，進(jìn)入濃縮池濃縮后底流打入高頻篩回收，<0.3 mm篩下水進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)壓煤泥。

(2)設(shè)備更新。目前使用的3臺(tái)GPJ—120加壓過濾機(jī)自2004年改造投入使用以來，設(shè)備老化，整機(jī)密封性差，濾液管、分配頭磨損嚴(yán)重，濾扇變形，濾液水濃度高達(dá)52 g/L，灰分平均14.4%，濾液中的<0.106 mm細(xì)泥一直在系統(tǒng)中打轉(zhuǎn)，形成惡性死循環(huán)，導(dǎo)致加壓排料時(shí)間過長，回收效率直線下降，影響浮選尾礦灰分。

(3)工藝環(huán)節(jié)。淺槽脫泥后3222、3223、3229分級旋流器壓力不穩(wěn)，導(dǎo)致分選效果差，溢流有部分粗顆粒，給浮選造成較大壓力。3236、3237、3238此3臺(tái)處理TCS精礦脫水設(shè)備—離心機(jī)的篩籃個(gè)別時(shí)段跑粗嚴(yán)重，0.3 mm～0.75 mm的粒度級混在離心液直接進(jìn)入601浮選濃縮池，跑粗>0.5 mm低灰進(jìn)入浮選無法分選，最終隨尾礦進(jìn)入濃縮池，底流經(jīng)高頻篩回收，篩下水進(jìn)入煤泥水系統(tǒng)壓料。跑粗嚴(yán)重時(shí)，高頻篩個(gè)別時(shí)段灰分低至35%左右，篩下物灰分42%，嚴(yán)重影響煤泥灰分。

(4)現(xiàn)場低灰精煤跑冒滴漏嚴(yán)重。TCS分選后溢流精礦進(jìn)入3228入料池，因3229濃縮旋流器壓力不穩(wěn)，造成入料池液位不穩(wěn)，個(gè)別時(shí)段跑溢流，低灰沿地溝進(jìn)入集中泵房，最終進(jìn)入607濃縮池。363B皮帶中部到機(jī)頭部分跑偏嚴(yán)重，無法調(diào)整易撒料，機(jī)頭清掃器使用效果差，導(dǎo)致皮帶處物料較多，低灰部分用水沖洗直接進(jìn)入607濃縮池。

4 采取措施

4.1 車間考核

(1)浮選崗位新增考核。加大對浮選崗位司機(jī)考核力度，要求隊(duì)組落實(shí)到個(gè)人。對個(gè)人浮選尾礦考核進(jìn)行修訂，實(shí)行重獎(jiǎng)重罰，加壓班長考核占浮選崗位司機(jī)獎(jiǎng)罰30%。尾礦灰分與獎(jiǎng)罰考核如下:浮選尾礦灰分>65%時(shí)獎(jiǎng)20元/個(gè)，尾礦灰分≥60%～≤65%時(shí)獎(jiǎng)15元/個(gè)，尾礦灰分<55%、<45%、<40%時(shí)分別扣10元/個(gè)、50元/個(gè)、100元/個(gè)。

(2)針對601浮選入料池跑溢流，及時(shí)更換601底流泵，生產(chǎn)技術(shù)科嚴(yán)格考核煤泥水車間，嚴(yán)禁跑溢流，發(fā)現(xiàn)跑溢流扣罰300元/次。

(3) TCS粗煤泥分選，精礦和尾礦灰分嚴(yán)格按照范圍控制。其精礦和尾礦灰分與考核獎(jiǎng)罰如下:TCS精礦的灰分在11.5%～12.8%時(shí)獎(jiǎng)10元/個(gè)，<11.5%時(shí)罰15元/個(gè)，>12.8%時(shí)罰20元/個(gè)；TCS尾礦灰分≥60%時(shí)獎(jiǎng)10元/個(gè)，>55%～60%時(shí)罰15元/個(gè)，≤55%時(shí)罰20元/個(gè)。

4.2 設(shè)備更新

2019年3月20日完成了3臺(tái)加壓更換3臺(tái)板框壓濾機(jī)，加壓濾液灰分、細(xì)泥對系統(tǒng)的影響全部消除。新快開投入使用后，回收能力逐步提高，浮選尾礦灰分明顯提高，尾礦灰分每班平均65%以上。

4.3 工藝管理環(huán)節(jié)

針對3222、3223、3229分級、濃縮旋流器壓力不穩(wěn)，車間新增3臺(tái)旋流器壓力報(bào)警裝置和在線濃度檢測裝置，接入車間操作室，發(fā)現(xiàn)壓力低和濃度高時(shí)，可及時(shí)聯(lián)系和調(diào)整。

離心機(jī)篩籃跑粗，車間建立更換TCS精礦篩籃的臺(tái)賬，使用周期在45 d，到周期及時(shí)觀察和檢測濾液濃度，發(fā)現(xiàn)篩籃跑粗嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)匯報(bào)調(diào)度進(jìn)行更換。

4.4 低灰精煤跑冒滴漏治理

對363B入料溜槽進(jìn)行收口改造，機(jī)頭清掃器更換為合金鋼清掃器。3228入料池跑溢流，對液位進(jìn)行嚴(yán)格考核，發(fā)現(xiàn)跑溢流，扣罰責(zé)任隊(duì)100元/次，對入料池周圍進(jìn)行封堵。5臺(tái)入料泵盤根進(jìn)行更換。一層地面做地溝，所有低灰精煤引入一層泵坑，轉(zhuǎn)排至快開入料池，最終形成閉路循環(huán)。

5 效果分析

2019年屯蘭選煤廠煤泥灰分關(guān)鍵點(diǎn)統(tǒng)計(jì)詳見表2。

表2 2019年屯蘭選煤廠煤泥灰分關(guān)鍵點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表

時(shí)間浮選尾礦灰分/%加壓濾液濃度/(g·L-1)加壓濾液灰分/%480入料泵灰分/%3228溢流灰分/%601浮選濃縮池363B灰分/%TCS尾礦灰分/%煤泥灰分/%3月27日67.500000062.457.64月5日68.300000060.556.34月8日72.500000058.554.44月9日69.400000057.552.9

經(jīng)過屯蘭選煤廠洗煤車間制定一系列措施和新增生產(chǎn)指標(biāo)考核，影響煤泥灰分的關(guān)鍵點(diǎn)逐步消除，浮選尾礦灰分明顯提高，TCS尾礦灰分已達(dá)60%，2019年3月25日煤泥灰分已達(dá)55.3%。下一步借鑒呂臨能化選煤廠煤泥資源化利用新途徑[11]、新技術(shù)，充分研究煤泥可選性曲線，通過煤泥分級深度分選工藝[12-15]，回收煤泥中的中煤、精煤資源，將尾礦灰分提高到75%以上作為固體廢棄物轉(zhuǎn)排矸石山上。